专利名称:煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置及煤直接液化石脑油生产间或对二甲苯的设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置及煤直接液化石脑油生产间或对二甲苯的设备。煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置包括：分馏单元、烷基化单元、歧化与烷基转移单元、以及吸附分离单元；其中，烷基化单元的原料入口、产物出口与分馏单元连通；歧化与烷基转移单元的原料入口、产物出口与分馏单元连通；以及吸附分离单元的原料入口与分馏单元连通；所述分馏单元包括低碳烃精馏塔、苯精馏塔、甲苯精馏塔和C8芳烃精馏塔。采用本实用新型提供的组合装置，可以充分利用煤基混合芳烃资源，生产间或对二甲苯。
【专利说明】煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置及煤直接液化石脑油生产间或对二甲苯的设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置，以及煤直接液化石脑油生产对二甲苯或间二甲苯的设备。
【背景技术】
[0002]间二甲苯或对二甲苯是重要的化工原料。我国近年来间二甲苯或对二甲苯的需求正逐渐增大，而生产间二甲苯或对二甲苯的原料通常为石油基石脑油，如直馏石脑油和二次加工石脑油。但是随着开采原油的重质化和劣质化趋势明显，用于生产间二甲苯或对二甲苯的石油基石脑油供应紧张，不足以匹配日益增长的间二甲苯或对二甲苯需求，所以迫切需求适用于生产间二甲苯或对二甲苯的原料。
[0003]煤直接液化技术是煤制油的方法之一，将煤转变为液体燃料的过程。由此过程得到的煤液化油中，石脑油馏分约占15-30重量％，并且该馏分具有很高的芳烃潜含量，可以进一步得到芳烃含量达到80重量％以上的煤基混合芳烃，非常适宜做生产间二甲苯或对二甲苯的原料。
[0004]但是该煤基混合芳烃的组成，与由石油炼制得到的石油基混合芳烃制取间二甲苯或对二甲苯等产品的工艺允许的进料组成相比有很大差别，尤其是该煤基混合芳烃中苯的含量较高，并含有较高含量的Cltl-C12重芳烃，如采用现有的对二甲苯或间二甲苯生产工艺，不仅不能将Cltl-C12重芳烃完全转化，并且造成苯和C 1(|+重芳烃在系统内的大量循环，从而影响生产间二甲苯或对二甲苯的收率以及整个装置的能耗。需要更适合煤基混合芳烃加工利用，最大化生产间二甲苯或对二甲苯的方法。
[0005]CN103436288A公开了一种煤焦油制取芳烃的方法，将煤焦油重整得到轻质芳烃混合物后，经分离得到苯、甲苯，而将碳8以上芳烃进一步进行异构得到苯或苯和对二甲苯。
[0006]目前，需要提供适于煤基混合芳烃、煤直接液化石脑油生产间二甲苯或对二甲苯的组合装置，以充分利用煤基混合芳烃、煤直接液化石脑油作为生产间二甲苯或对二甲苯的原料，做好煤液化产品的深加工，满足市场对间二甲苯或对二甲苯产品日益增长的需求。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是克服现有技术不适于加工利用煤基混合芳烃、煤直接液化石脑油进行间或对二甲苯的生产的问题，提供了一种煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置及煤直接液化石脑油生产间或对二甲苯的设备。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置，其中，该装置包括:分馏单元、烷基化单元、歧化与烷基转移单元、以及吸附分离单元；其中，烷基化单元的原料入口、产物出口与分馏单元连通；歧化与烷基转移单元的原料入口、产物出口与分馏单元连通；以及吸附分离单元的原料入口与分馏单元连通；所述分馏单元包括低碳烃精馏塔、苯精馏塔、甲苯精馏塔和C8芳烃精馏塔。
[0009]优选地，低碳烃精馏塔包括低碳烃精馏塔原料入口、低碳烃精馏塔塔顶产物出口和低碳烃精馏塔塔底产物出口 ；歧化与烷基转移单元的产物出口连通到低碳烃精馏塔原料入口。
[0010]优选地，苯精馏塔包括苯精馏塔原料入口、苯精馏塔塔顶产物出口和苯精馏塔塔底产物出口，苯精馏塔原料入口与低碳烃精馏塔塔底产物出口连通。
[0011]优选地，烷基化单元的原料入口与苯精馏塔塔顶产物出口连通；烷基化单元的产物出口连通到苯精馏塔原料入口。
[0012]优选地，甲苯精馏塔包括甲苯精馏塔原料入口、甲苯精馏塔塔顶产物出口和甲苯精馏塔塔底产物出口，甲苯精馏塔原料入口与苯精馏塔塔底产物出口连通，甲苯精馏塔塔顶产物出口与歧化与烷基转移单元的原料入口连通。
[0013]优选地，(:8芳烃精馏塔包括C 8芳烃精馏塔原料入口、C 8芳烃精馏塔塔顶产物出口和(:8芳烃精馏塔塔底产物出口，C 8芳烃精馏塔原料入口与甲苯精馏塔塔底产物出口连通，C8芳烃精馏塔塔顶产物出口与吸附分离单元的原料入口连通，C8芳烃精馏塔塔底产物出口与歧化与烷基转移单元的原料入口连通。
[0014]优选地，该装置还包括异构化单元，异构化单元包括原料入口、C8+芳烃出口和轻烃出口，异构化单元的原料入口与吸附分离单元的产物出口连通，异构化单元的C8+芳烃出口连通到C8芳烃精馏塔原料入口，异构化单元的轻烃出口连通到低碳烃精馏塔原料入口。
[0015]本实用新型还提供了一种煤直接液化石脑油生产间或对二甲苯的设备，其中，该设备包括:依次顺序连通的加氢处理单元、重整单元、芳烃抽提单元、以及本实用新型提供的煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置，其中芳烃抽提单元与所述组合装置中的分馏单元连通。
[0016]通过采用本实用新型提供的生产间或对二甲苯的组合装置，其中包括的分馏、烷基化以及歧化与烷基转移等多个单元设备的组合并结合物料的循环，可以充分利用煤直接液化石脑油、煤基混合芳烃资源，生产间二甲苯或对二甲苯。尤其可以利用煤资源中的苯转变为甲苯，并进而将煤资源中重芳烃(C9-C12)加以利用而多产间二甲苯或对二甲苯产品。
[0017]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0018]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0019]图1是根据本实用新型的煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的工艺流程示意图；
[0020]图2是根据本实用新型的煤直接液化石脑油生产间或对二甲苯的工艺流程示意图。
[0021]附图标记说明
[0022]A、分馏单元B、烷基化单元C、歧化与烷基转移单元
[0023]D、吸附分离单元E、异构化单元F、加氢处理单元
[0024]G、重整单元H、芳烃抽提单元 a、低碳烃精馏塔
[0025]b、苯精馏塔c、甲苯精馏塔d、C8芳烃精馏塔
[0026]1、煤基混合芳烃2、脱除低碳烃的物料3、分离出苯的物料
[0027]4、分离出甲苯的物料5、C9-C12芳烃6、C8芳烃
[0028]7、第三产物8、间或对二甲苯 9、C8+芳烃
[0029]10、轻烃11、第二产物12、甲苯
[0030]13、低碳烃14、苯15、甲醇
[0031]16、第一产物17、煤直接液化石脑油
【具体实施方式】
[0032]以下对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0033]本实用新型提供了一种煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置，如图1所示，其中，该装置包括:分馏单元A、烷基化单元B、歧化与烷基转移单元C、以及吸附分离单元D ;其中，烷基化单元B的原料入口、产物出口与分馏单元A连通；歧化与烷基转移单元C的原料入口、产物出口与分馏单元A连通；以及吸附分离单元D的原料入口与分馏单元连通；所述分馏单元A包括低碳烃精馏塔a、苯精馏塔b、甲苯精馏塔c和C8芳烃精馏塔d。
[0034]本实用新型提供的所述组合装置中，通过分馏、烷基化以及歧化与烷基转移等多个单元设备的组合并结合物料的循环，可以实现将煤基混合芳烃中的芳烃组分充分有效地利用，转变生产间或对二甲苯产品，提高煤液化产品的深度利用。
[0035]根据本实用新型，所述分馏单元A分别依次分离出低碳烃13、苯14、甲苯12、(:8芳烃6和C9-C12芳烃5。
[0036]本实用新型的所述分馏单元A中，所述低碳烃精馏塔a、苯精馏塔b、甲苯精馏塔c和C8芳烃精馏塔d可以为本领域常规采用的精馏塔，实现煤基混合芳烃的分离即可。塔板数各自可以为5-20块、20-30块、15-30块、50-200块。入口位置可以在上述精馏塔的中部。
[0037]根据本实用新型，优选情况下，低碳烃精馏塔a包括低碳烃精馏塔原料入口、低碳烃精馏塔塔顶产物出口和低碳烃精馏塔塔底产物出口 ；歧化与烷基转移单元C的产物出口连通到低碳烃精馏塔原料入口。低碳烃精馏塔原料入口用于通入煤基混合芳烃I或含煤基混合芳烃的物料，低碳烃精馏塔塔顶产物出口用于排出低碳烃13，低碳烃精馏塔塔底产物出口用于排出脱除低碳烃的物料2。
[0038]根据本实用新型，优选情况下，苯精馏塔b包括苯精馏塔原料入口、苯精馏塔塔顶产物出口和苯精馏塔塔底产物出口，苯精馏塔原料入口与低碳烃精馏塔塔底产物出口连通。苯精馏塔塔顶产物出口用于排出苯14，苯精馏塔塔底产物出口用于排出分离出苯的物料3。
[0039]根据本实用新型，优选情况下，烷基化单元B的原料入口与苯精馏塔塔顶产物出口连通；烷基化单元B的产物出口连通到苯精馏塔原料入口。另外，烷基化单元B还包括甲醇入口。
[0040]根据本实用新型，烷基化单元B用于将苯13与甲醇15进行烷基化反应，得到含有甲苯、混合二甲苯和C9以上芳烃的第一产物16，并将第一产物16返回到苯精馏塔b。通过烷基化单元B可以将煤基混合芳烃中的苯转变利用，返回第一产物16可以按不同的方法处理，增产间或对二甲苯产品。因此，烷基化单元B可以为现有的各种可以实现烷基化反应的反应器。
[0041]根据本实用新型，优选情况下，甲苯精馏塔c包括甲苯精馏塔原料入口、甲苯精馏塔塔顶产物出口和甲苯精馏塔塔底产物出口，甲苯精馏塔原料入口与苯精馏塔塔底产物出口连通，甲苯精馏塔塔顶产物出口与歧化与烷基转移单元C的原料入口连通。甲苯精馏塔塔顶产物出口用于排出甲苯12，甲苯精馏塔塔底产物出口用于排出分离出甲苯的物料4。
[0042]根据本实用新型，优选情况下，C8芳烃精馏塔d包括C 8芳烃精馏塔原料入口、C 8芳烃精馏塔塔顶产物出口和C8芳烃精馏塔塔底产物出口，C 8芳烃精馏塔原料入口与甲苯精馏塔塔底产物出口连通，C8芳烃精馏塔塔顶产物出口与吸附分离单元D的原料入口连通。C8芳烃精馏塔塔底产物与歧化与烷基转移单元的原料入口连通。(:8芳烃精馏塔塔顶产物出口用于排出(38芳径6，C 8芳径精饱塔塔底产物出口用于排出C9-C12芳径5。
[0043]根据本实用新型，歧化与烷基转移单元C用于将分馏单元A得到的甲苯12和C9-C12芳烃5馏分进行甲苯的歧化反应以及甲苯和C9-C12芳烃的烷基转移反应，可以得到含有苯、甲苯、C8芳烃、C9-C12芳烃和低碳烃的第二产物11，并将第二产物11返回到低碳烃精馏塔a，与进料煤基混合芳烃I 一起继续进行分馏处理。优选情况下，所述歧化与烷基转移单元C的原料入口包括甲苯入口和C9-C12芳烃入口，分别与甲苯精馏塔塔顶产物出口和C 8精馏塔塔底产物出口连通。歧化与烷基转移单元C得到的第二产物11中可以有较高含量的C8芳烃，可以实现将甲苯和C9-C12芳烃馏分反应转变获得C8芳烃，并最终多产间二甲苯或对二甲苯，使C9-C12芳烃被充分利用。因此，歧化与烷基转移单元C可以为现有的各种可以实现甲苯的歧化反应以及甲苯和C9-C12芳烃的烷基转移反应的反应器。
[0044]本实用新型中，吸附分离单元D用于将分馏单元A得到的C8芳烃6分离出对二甲苯或间二甲苯产品。吸附分离单元D包括原料入口、二甲苯出口和产物出口，产物出口排出第三产物7。吸附分离单元D可以为例如商购美国UOP公司的Parex模拟移动床吸附分离设备用于分离生产对二甲苯；商购美国UOP公司的Sorbex模拟移动床吸附分离设备用于分离生产间二甲苯。
[0045]根据本实用新型，优选情况下，该装置还可以包括异构化单元E，异构化单元E包括原料入口、C8+芳烃出口和轻烃出口，异构化单元E的原料入口与吸附分离单元D的产物出口连通，异构化单元的C8+芳烃出口连通到C 8芳烃精馏塔原料入口，异构化单元的轻烃出口连通到低碳烃精馏塔原料入口。异构化单元E用于将所述第三产物7进行异构化反应，并将得到的C8+芳烃9和轻烃10返回分馏单元A。具体地，将C8+芳烃9返回到C 8芳烃精馏塔d，将轻烃10返回到低碳烃精馏塔a。异构化单元E可以为固定床临氢异构化反应设备，例如可以商购美国UOP公司的Isomar异构化反应设备。
[0046]以下参照图1所示的本实用新型的煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置的流程示意图，对煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置的工作过程进行描述。
[0047]将煤基混合芳烃I进料到分馏单元A，在低碳烃精馏塔a的塔顶分馏出低碳烃13，可以作为燃料送出系统，脱除低碳烃后的物料2进入苯精馏塔b中；从苯精馏塔b的塔顶分离出来的苯14，作为原料进入烷基化单元B与甲醇15进行烷基化反应；将烷基化反应得到的包含甲苯、混合二甲苯、少量C9芳烃以及部分未反应苯的第一产物16送入苯精馏塔b再次分离苯；将从苯精馏塔b的底部得到分离出苯的物料3进入甲苯精馏塔C，从甲苯精馏塔c的塔顶分馏出甲苯12 ;将从甲苯精馏塔c的塔底得到的分离出甲苯的物料4进入C8芳烃精馏塔d，从C8芳烃精馏塔d的塔顶分离出C 8芳烃6，并送入吸附分离单元D进行对二甲苯或间二甲苯的吸附分离得到纯度很高的对二甲苯或间二甲苯8 ;将从C8芳烃精馏塔d的塔底得到的C9-C12芳烃5与从甲苯精馏塔c分离出来的甲苯12 —起送去歧化与烷基转移单元C ;将经歧化与烷基转移反应后得到的包含苯、混合二甲苯以及部分未反应的甲苯、C9-C12芳烃的第二产物11送去低碳烃精馏塔a，再次进行分馏；吸附分离单元D得到的第三产物7送入异构化单元E，经异构化反应得到C8+芳烃9和轻烃10，并进一步将C 8+芳烃9送入C 8芳烃精馏塔d再次进行分离，而轻烃10被返回到低碳烃精馏塔a继续进行低碳烃分离。
[0048]本实用新型还提供了一种煤直接液化石脑油生产间或对二甲苯的设备，其中，该设备包括:依次顺序连通的加氢处理单元F、重整单元G、芳烃抽提单元H、以及本实用新型提供的煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置，其中芳烃抽提单元H与所述组合装置中的分馏单元A连通。
[0049]本实用新型提供的所述设备中，通过加氢处理、重整和芳烃抽提等多个单元设备的组合并结合物料的循环，可以从煤直接液化石脑油得到可以用于生产间或对二甲苯的煤基混合芳烃，使煤直接液化石脑油中的芳烃得以高效应用，满足市场对间或对二甲苯产品的需求。
[0050]本实用新型中，加氢处理单元F用于将煤直接液化石脑油进行加氢处理，包括加氢脱硫脱氮等，得到符合重整单元进料要求的脱硫氮产物。加氢处理单元F可以为现有的各种可以实现煤直接液化石脑油进行加氢处理脱硫脱氮等的设备。
[0051 ] 本实用新型中，重整单元G用于将所述脱硫氮产物进行重整，得到重整产物。重整单元G可以为现有的各种可以实现连续重整的设备，例如可以商购UOP公司的CycIe Max重整反应设备。
[0052]本实用新型中，芳烃抽提单元H用于将所述重整产物进行芳烃抽提，得到煤基混合芳烃。芳烃抽提单元H可以为现有的各种可以实现芳烃抽提的设备，例如可以商购的筛板塔。
[0053]本实用新型中，煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置可以如前所述，在此不再一一赘述。
[0054]以下参照图2所示的本实用新型的煤直接液化石脑油生产间或对二甲苯的设备的流程示意图，对煤直接液化石脑油生产间或对二甲苯的设备的工作过程进行描述。
[0055]将煤直接液化石脑油17进料到加氢处理单元F，得到的产物进料到重整单元G，再将重整产物进料到芳烃抽提单元H，得到煤基混合芳烃I。
[0056]将煤基混合芳烃I进料到分馏单元A，在低碳烃精馏塔a的塔顶分馏出低碳烃13，可以作为燃料送出系统，脱除低碳烃后的物料2进入苯精馏塔b中；从苯精馏塔b的塔顶分离出来的苯14，作为原料进入烷基化单元B与甲醇15进行烷基化反应；将烷基化反应得到的包含甲苯、混合二甲苯、少量C9芳烃以及部分未反应苯的第一产物16送入苯精馏塔b再次分离苯；将从苯精馏塔b的底部得到分离出苯的物料3进入甲苯精馏塔C，从甲苯精馏塔c的塔顶分馏出甲苯12 ;将从甲苯精馏塔c的塔底得到的分离出甲苯的物料4进入C8芳烃精馏塔d，从C8芳烃精馏塔d的塔顶分离出C 8芳烃6，并送入吸附分离单元D进行对二甲苯或间二甲苯的吸附分离得到纯度很高的对二甲苯或间二甲苯8 ;将从C8芳烃精馏塔d的塔底得到的C9-C12芳烃5与从甲苯精馏塔c分离出来的甲苯12 —起送去歧化与烷基转移单元C ;将经歧化与烷基转移反应后得到的包含苯、混合二甲苯以及部分未反应的甲苯、C9-C12芳烃的第二产物11送去低碳烃精馏塔a，再次进行分馏；吸附分离单元D得到的第三产物7送入异构化单元E，经异构化反应得到C8+芳烃9和轻烃10，并进一步将C 8+芳烃9送入C 8芳烃精馏塔d再次进行分离，而轻烃10被返回到低碳烃精馏塔a继续进行低碳烃分离。
[0057]以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0058]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0059]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置，其特征在于，该装置包括: 分馏单元、烷基化单元、歧化与烷基转移单元、以及吸附分离单元；其中，烷基化单元的原料入口、产物出口与分馏单元连通；歧化与烷基转移单元的原料入口、产物出口与分馏单元连通；以及吸附分离单元的原料入口与分馏单元连通；所述分馏单元包括低碳烃精馏塔、苯精馏塔、甲苯精馏塔和C8芳烃精馏塔。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，低碳烃精馏塔包括低碳烃精馏塔原料入口、低碳烃精馏塔塔顶产物出口和低碳烃精馏塔塔底产物出口 ；歧化与烷基转移单元的产物出口连通到低碳烃精馏塔原料入口。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，苯精馏塔包括苯精馏塔原料入口、苯精馏塔塔顶产物出口和苯精馏塔塔底产物出口，苯精馏塔原料入口与低碳烃精馏塔塔底产物出口连通。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，烷基化单元的原料入口与苯精馏塔塔顶产物出口连通；烷基化单元的产物出口连通到苯精馏塔原料入口。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，甲苯精馏塔包括甲苯精馏塔原料入口、甲苯精馏塔塔顶产物出口和甲苯精馏塔塔底产物出口，甲苯精馏塔原料入口与苯精馏塔塔底产物出口连通，甲苯精馏塔塔顶产物出口与歧化与烷基转移单元的原料入口连通。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，C8芳烃精馏塔包括C 8芳烃精馏塔原料入口、(:8芳烃精馏塔塔顶产物出口和C 8芳烃精馏塔塔底产物出口，C8芳烃精馏塔原料入口与甲苯精馏塔塔底产物出口连通，C8芳烃精馏塔塔顶产物出口与吸附分离单元的原料入口连通，C8芳烃精馏塔塔底产物出口与歧化与烷基转移单元的原料入口连通。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括异构化单元，异构化单元包括原料入口、C8+芳烃出口和轻烃出口，异构化单元的原料入口与吸附分离单元的产物出口连通，异构化单元的C8+芳烃出口连通到C 8芳烃精馏塔原料入口，异构化单元的轻烃出口连通到低碳烃精馏塔原料入口。8.—种煤直接液化石脑油生产间或对二甲苯的设备，其特征在于，该设备包括:依次顺序连通的加氢处理单元、重整单元、芳烃抽提单元、以及权利要求1-7中任意一项所述的煤基混合芳烃生产间或对二甲苯的组合装置，其中芳烃抽提单元与所述组合装置中的分馏单元连通。
【文档编号】C07C15-08GK204298284SQ201420736870
【发明者】张琪, 朱豫飞, 朱志荣, 金环年, 陈强, 索娅, 赵俊鹏, 高浩华 [申请人]神华集团有限责任公司, 北京低碳清洁能源研究所